Способы ремонта дефектов трубопроводов. Выбор эффективной технологии выборочного ремонта магистральных трубопроводов

В настоящее время ремонт магистральных трубопроводов по объему и характеру выполняемых работ подразделяется на следующие виды: аварийный, текущий и капитальный.

На рисунке 19.1 представлена классификация видов ремонтных работ магистральных трубопроводов с указанием мероприятий, на­правленных на поддержание и восстановление эксплуатационных характеристик.

К аварийному ремонту относят работы, связанные с ликвидацией аварий, возникающих в результате воздействия на трубопро­вод подземной коррозии; разрывов сварных стыков или трубопровода по телу трубы; закупорок трубопровода, приводящих к полной или частичной его остановке; неисправностей в линейной арма­туре – кранах, задвижках, камерах приема и пуска скребка и др.

Рисунок 19.1 – Классификация видов ремонтных работ на трубопроводах

 

Текущий ремонт – минимальный по объему и содержанию плановый ремонт, осуществляемый в процессе эксплуатации и заключающийся в систематически и своевременно проводимых работах по предупреждению от преждевременного износа линей­ных сооружений, а также по устранению мелких повреждений и неисправностей.

Текущий ремонт подразделяют на:

профилактический, количественно и качественно определен­ный и планируемый заранее по объему и выполнению;

непредвиденный, выявленный в процессе эксплуатации и выполненный в срочном порядке.

К текущему ремонту относятся:

- работы, выполняемые при техническом обслуживании; ликвидация мелких повреждений земляного покрова над тру­бопроводом;

- устройство и очистка водоотводных канав, вырубка кустарников; очистка внутренней полости трубопроводов от парафина, гря­зи, воды и воздуха;

- проверка состояния и ремонт изоляции магистральных трубо­проводов шурфованием;

- ревизия и ремонт запорной арматуры, связанные с заменой сальника и смазки;

- ремонт колодцев, ограждений, береговых укреплений, перехо­дов трубопроводов через водные преграды;

- проверка фланцевых соединений, крепежа, уплотнительных колец, осмотр компенсаторов;

- замер толщины стенок трубопроводов ультра­звуковым толщиномером;

- подготовка линейных объектов магистральных трубопроводов к эксплуатации в осенне-зимних условиях, в период весеннего па­водка и устранение мелких повреждений, причиненных весенним паводком;

- окраска линейных сооружений.

Мероприятия по техническому обслуживанию и текущему ремонту магистральных трубопроводов проводят в основном без оста­новки перекачки.

Капитальный ремонт – наибольший по объему и содержа­нию плановый ремонт, который проводят при достижении предель­ных значений износа в линейных сооружениях и связан с полной разборкой, восстановлением или заменой изношенных или неисп­равных составных частей сооружений.

К капитальному ремонту линейной части относятся:

- все работы, выполняемые при текущем ремонте;

- вскрытие траншей, подземных магистральных трубопроводов, осмотр и частичная замена изоляции;

- ремонт или замена дефектных участков трубопровода и запор­ной арматуры, их переиспытание и электрификация арматуры;

- замена кронштейнов, опор и хомутов с последующим креплением трубопроводов к ним;

- просвечивание сварных швов;

- испытание трубопроводов на прочность и плотность;

- окраска надземных трубопроводов;

- берегоукрепительные и дноукрепительные работы на перехо­дах трубопроводов через водные преграды;

- сооружение защитных кожухов на пересечениях с железными и шоссейными дорогами;

- ремонт и сооружение новых защитных противопожарных со­оружений.

Технологический набор работ при капитальном ремонте магистральных трубопроводов примерно соответствует набору работ по их сооружению. Однако с точки зрения технологии, организации и управления он значительно сложнее и имеет свои специфические особенности. В организации проведения работ эти особенности заключаются в следующем: операции по вскрытию, подъему, очистке от старой изоляции, сварочно-восстановительные, изоляционно-укладочные работы и работы по засыпке трубопровода не могут быть совмещены в специализированном потоке, но должны выполняться в строгой технологической последовательности.

В зависимости от метода производства капитального ремонта дефектоскопия и отбраковка труб (участков) может производиться как в траншее на под­держиваемом трубоукладчиками или опорами трубопроводе, так и на трубопрово­де, находящемся на берме.

Дефектоскопия трубопровода в процессе капитального ремонта должна производиться методами и приборами, позволяющими выявлять все виды дефек­тов труб, включая стресс-коррозионные, по всей поверхности трубопровода. Осо­бое внимание следует обращать на нижнюю образующую труб и участки, приле­гающие к сварным швам и места с дефектами по результатам внутритрубной де­фектоскопии.

Степень очистки труб должна обеспечивать возможность качественного проведения дефектоскопии. Дефектоскопия включает в себя определение место­положения дефектов и их параметров.

Темп работ по дефектоскопии должен быть не ниже темпа выполнения работ по ремонту газопровода.

При применении аппаратуры, использующей магнитные методы дефектоскопии (магнитометрия), дефектоскопия участка может проводиться как до про­изводства очистных работ, так и после очистки трубопровода от изоляции.

При применении ультразвуковой аппаратуры дефектоскопия осуществляется только после проведения двух этапов очистки - удаления от старого изоля­ционного покрытия и последующей дополнительной очистки в соответствии с требованиями применяемой аппаратуры.

По результатам дефектоскопии трубопровода и его ремонта контролируе­мой шлифовкой должны быть определены геометрические параметры всех выявленных дефектов. Отбраковка или оставление в газопроводе дефектных труб с не определенными геометрическими параметрами выявленных дефектов не допуска­ется.

Отбраковка труб производится комиссией, назначаемой приказом по транспортирующей организации, в составе:

- главного инженера транспортирующей организации;

- начальника эксплуатационной службы;

- инженера по диагностике;

- представителя обособленного структурного подразделения;

- специалиста неразрушающего контроля (дефектоскописта) II или III уровня.

Отбраковка труб (участков труб) и сварных соединений с дефектами производится в соответствии с требованиями РД 558-97.Указанные дефекты больших размеров подлежат вырезке.

Ремонт дефектов труб и сварных соединений может выполняться с применением технологий шлифовки, сварки, установки стальных муфт и, в от­дельных случаях, с применением технологии врезки под давлением в соответствии с требованиями действующих нормативных документов.

При капитальном ремонте все ранее отремонтированные дефекты под­лежат вырезке.

При приемке отремонтированного трубопровода в эксплуатацию необхо­димо соблюдать действующее законодательство и нормативные требования по во­просам приемки объектов в эксплуатацию.

Отремонтированный участок трубопровода принимается в эксплуатацию по акту рабочей комиссией, назначаемой приказом или распоряжением по транспортирующей организации.

Акт о приемке участка трубопровода в эксплуатацию утверждается Заказчиком. Подрядчик (генеральный подрядчик) представляет комиссии следую­щую документацию:

- перечень организаций, участвовавших в производстве ремонтно-строительных работ на линейной части магистрального трубопровода (ЛЧМТ), с указанием видов выполняемых ими работ и фамилий инженерно-технических работников, непосредственно ответственных за выполнение этих работ;

- комплект исполнительной документации на ремонт трубопровода, предъяв­ляемого к приемке;

- ведомость отступлений от проекта и согласования этих отступлений с про­ектной организацией;

- сертификаты, технические паспорта или другие документы, удостоверяю­щие качество материалов, конструкций и деталей, применяемых при производстве ремонтно-строительных работ;

- акты промежуточной приемки отдельных видов работ.

Капитальный ремонт ЛЧМТ производится следующими методами:

I метод - ремонт трубопровода в траншее с подкопом под трубопровод и с поддержанием его с помощью трубоукладчиков или передвижных опор (рис. 19.2);

Рисунок 19.2 – Принципиальная технологическая схема капитального ремонта трубопроводов в траншее (I метод): 1 – бульдозер; 2 – машина послойной разработки грунта; 3 – вскрышной роторный экскаватор; 4 – подкапывающая машина; 5 – трубоукладчик; 6 – очистная машина; 7 – самоходные опоры; 8 – сварочная установка; 9 – передвижная установка контроля качества сварных соединений; 10 – очистная машина (окончательная очистка); 11 – грунтовочная машина; 12 – изоляционная машина; 13 – лаборатория контроля качества изоляционного покрытия; 14 – машина для подсыпки и подбивки грунта под трубопровод

 

II метод - ремонт трубопровода с подъемом на берму траншеи и укладкой на опоры (лежки) (рисунок 19.3);

Рисунок 19.3 – Принципиальная технологическая схема капитального ремонта трубопровода с заменой изоляционного покрытия, частичной заменой и ремонтом труб с подъемом трубопровода и укладкой его на берме траншеи (II метод): 1 – прибор для уточнения положения трубопровода; 2 – бульдозер; 3 – вскрышной или одноковшовый экскаватор; 4 – пе­редвижная дефектоскопическая лаборатория; 5 – очистная машина (предварительная очистка); 6 – трубоукладчик; 7 – троллейная подвеска; 8 – передвижная электростанция; 9 – очистная машина (окончательная очистка); 10 – емкость для грунтовки; 11 – грунтовочная машина; 12 – изоляционная машина; 13 – прибор для контроля качества изоляционного по­крытия; 14 – ремонтируемый трубопровод

III метод - ремонт трубопровода с прокладкой лупинга и последующим демон­тажем старого участка, с отбраковкой и ремонтом бывших в употреблении труб (рис. 19.4);

IV метод - выборочный ремонт локальных участков трубопровода по данным дефектоскопии (нанесение новой изоляции поверх старой, восстановление изоляции, замена изоляции, труб, установка стальных муфт);

V метод - сплошная замена участка трубопровода с его демонтажем и заменой на участок из новых труб и укладкой в существующую траншею после ее доработ­ки;

VI метод - частичное вскрытие трубопровода и протаскивание нового полиэтиленового или стального трубопровода внутри старого.

Рисунок 19.4 – Принципиальная схема ремонта трубопровода с прокладкой новой нитки па­раллельно действующему трубопроводу (III метод): 1 – действующий трубопровод; 2 – новая нитка

 

Капитальный ремонт переходов трубопроводов через искусственные и естественные препятствия, а также работы по восстановлению проектного положе­ния участков трубопроводов должны выполняться по технологическим схемам, раз­рабатываемым в составе ППР.

Ремонт трубопровода в траншее без подъема с сохранением его про­странственного положения (I метод) должен осуществляться в следующей техноло­гической последовательности:

- уточнение оси трубопровода;

- снятие плодородного слоя почвы, перемещение его во временный отвал и планировка трассы в зоне действия ремонтно-строительного потока;

- вскрытие трубопровода (должно осуществляться в два этапа):

Первый этап - вскрытие трубопровода с разработкой боковых траншей ниже нижней образующей трубопровода на глубину, равную диаметру ремонтируемой трубы;

Второй этап - разработка грунта под трубопроводом: не менее 0,65 м – для трубопроводов диаметром до 820 мм; 0,8 м – для трубопроводов 1020 – 1420 мм;

- удаление с поверхности трубопровода старой изоляции;

- отбраковка труб - определение мест расположения, типа, параметров де­фектов труб и сварных соединений и, при необходимости, их ремонт или замена. Для поддержания трубопровода используются трубоукладчики или передвижные опоры;

- подготовка поверхности восстановленного участка трубопровода перед нане­сением нового изоляционного покрытия;

- нанесение грунтовки;

- нанесение нового изоляционного покрытия;

- балластировка трубопровода (при необходимости);

- засыпка отремонтированного трубопровода (должна осуществляться в два этапа): на первом этапе - засыпка с подбивкой грунта под отремонтированный га­зопровод; на втором этапе - засыпка грунтом сверху и сбоку трубопровода;

- восстановление средств ЭХЗ (КИПы, анодные заземления и т. д.) и знаков закрепления трассы;

- техническая рекультивация плодородного слоя почвы.

Ремонт трубопровода с подъемом на берму траншеи (II метод) должен осуществляться в следующей последовательности:

- уточнение оси трубопровода;

- снятие плодородного слоя почвы, перемещение его во временный отвал и планировка трассы в зоне действия ремонтно-строительного потока;

- вскрытие трубопровода до нижней образующей трубы;

- подъем трубопровода на берму траншеи;

- удаление с поверхности трубопровода старой изоляции и укладка на лежки (опоры) на берме траншеи;

- отбраковка труб - определение мест расположения, типа, параметров де­фектов труб и сварных соединений и, при необходимости, их ремонт или замена;

- подъем трубопровода, окончательная очистка и подготовка поверхности труб для нанесения нового изоляционного покрытия;

- нанесение грунтовки; - нанесение нового изоляционного покрытия;

- укладка трубопровода на дно траншеи;

- балластировка трубопровода (при не­обходимости);

- засыпка отремонтированного трубопровода;

- восстановление средств ЭХЗ (КИПы, анодные заземления и т. д.) и знаков закрепления трассы;

- техническая рекультивация плодородного слоя почвы.

Технология производства работ с прокладкой лупинга (III метод) анало­гична технологии строительства нового трубопровода. Работы осуществляются в два этапа:

- на первом этапе - прокладывается новая нитка трубопровода (лупинг) па­раллельно действующей (рис. 19.4);

- на втором этапе - возможны два варианта подключения лупинга:

а) при невозможности остановки работы участка действующего трубопровода подключение лупинга осуществляется с использованием технологии врезки под давлением в действующий трубопровод;

б) лупинг подключается к действующей системе после отключения действующего участка трубопровода.

Старая нитка демонтируется, часть труб после отбраковки может восстанав­ливаться в заводских (базовых) условиях и использоваться при капитальном ре­монте ЛЧМТ.

Для соблюдения технологической последовательности и обеспечения высокого качества ремонта трубопроводов при производстве работ следует исполь­зовать специализированное технологическое оборудование.

Подготовительные работы при капитальном ремонте трубопроводов включают:

- определение оси трассы и глубины заложения трубопровода;

- планировку трассы;

- определение мест пересечения трубопровода с другими коммуникациями;

- демонтаж существующих объектов линейной части, попадающих в зону ремонта и препятствующих выполнению работ на трубопроводе;

- устройство временных подъездных дорог, технологических проездов, обо­рудование переездов автотранспортной техники через действующие трубопроводы.

Подготовительные работы на ремонтируемом участке трубопровода должны осуществляться после оформления в установленном порядке отвода зе­мельных участков. При этом ширина полосы отвода земель принимается в соот­ветствии с действующими нормативами и заблаговременно согласовывается за­казчиком с землепользователями и лесничествами.

Результаты измерений глубины заложения трубопровода наносят на веш­ки, устанавливаемые по оси трубопровода через каждые 50 м, а на участках с ма­лой глубиной заложения и сильно пересеченным микрорельефом – через каждые 25 м. С таким же интервалом должны быть отмечены вешками оси параллельных трубопроводов в зоне выполнения ремонтных работ.

Работы по планировке участка ремонтируемого трубопровода следует вы­полнять после получения письменного разрешения на производство работ от за­казчика и определения действительной глубины залегания трубопровода.

Планировочные работы включают срезку валика, бугров, неровностей, подсыпку низинных мест и подготовку полосы для прохода ремонтной техники.

При проведении подготовительных работ необходимо обозначить веш­ками все пересечения с подземными коммуникациями (трубопроводы, силовые кабели, кабели связи и др.).

Пересечение автотранспортной и гусеничной техникой действующих трубопроводов и коммуникаций допускается только в специально оборудованных местах - временных переездах. Места расположения и конструкции переездов оп­ределяются проектом производства работ или технологическими картами.

Для устройства переездов через трубопровод и коммуникации следует выбирать, по возможности, сухие участки трассы, где трубопровод (коммуникации) находится в заглубленном проектном положении и не имеет поворотов в горизон­тальной плоскости.

Подъем и очистка трубопровода. При выполнении работ по I методу подъем трубопровода не производится, а его поддержание и работа очистной машины обеспечиваются с помощью трубоукладчиков и (или) передвижных опор.

При производстве работ по II методу подъемно-очистные работы могут проводиться по двум технологическим вариантам:

1 вариант - подъем участка трубопровода, монтаж на него очи­стного оборудования, удаление старого изоляционного покрытия (трубопровод поддерживается с применением троллейных подвесок, захватов, мягких полотенец или передвижных опор);

2 вариант - подъем участка трубопровода, монтаж на него очи­стного оборудования, удаление старого изоляционного покрытия и укладка трубопровода на берму траншеи.

С целью снижения уровня напряжений в металле трубопровода технологиче­ские параметры (высота подъема газопровода, расстояние между трубоукладчика­ми и т.д.) должны строго соблюдаться и контролироваться в процессе производст­ва работ. Указанные параметры должны быть рассчитаны и приведены в проектах производства работ и технологических картах. При этом расчетный уровень на­пряжений в трубопроводе не должен превышать 0,7 нормативного предела текуче­сти металла труб.

Подъем и укладку трубопровода следует осуществлять плавно, без рывков и резких колебаний.

На время длительных остановок (более 2 часов) и в конце смены трубопровод следует укладывать на опоры (лежки).

Удаление старой изоляции и продуктов коррозии может производиться механизированным способом: с применением специальных резцов; металлических щеток; термоабразивных или термомеханических инструментов; водяной струей под высоким давлением и др.

В местах, где механизированное удаление старого покрытия невозмож­но, оно выполняется вручную с использованием скребков, щеток.

При удалении старой изоляции не допускается нанесение царапин, ри­сок, задиров и других поверхностных дефектов глубиной свыше 0,2 мм.

Контрольные вопросы

1. Дефекты стальных труб и сварных соединений.

2. Виды ремонтных работ на магистральных трубопроводах.

3. Капитальный ремонт магистральных трубопроводов.

4. Текущий ремонт магистральных трубопроводов.

5. Ремонт линейной части магистрального трубопровода в траншее.

6. Ремонт трубопровода с подъемом на берму траншеи и укладкой на опоры.

7. Ремонт трубопровода с прокладкой лупинга и последующим демон­тажем старого участка.

8. Ремонт трубопровода по технологи «труба в трубе».

 

 

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

Основная литература

1. Нефтегазовое строительство: учебное пособие / Беляева В. Я. [и др.]; под общей ред. проф. И. И. Мазура и проф. В. Д. Шапиро. – М.: ОМЕГА-Л, 2005. – 774 с.: ил.

 

Дополнительная литература

2. Мустафин, Ф. М. Промышленные трубопроводы и оборудование: учебное пособие для вузов / Ф. М. Мустафин, Л. И. Быков, А. Г.Гумеров [и др.] – М.: Недра, 2004. – 662 с.: ил.

3. Шаммазов, А. М. Проектирование и эксплуатация насосных и компрессорных станций: учебник для вузов / А. М. Шаммазов, В. М. Александров, А. И. Гольянов [и др.] – М.: Недра – Бизнесцентр, 2003.- 404 с.

4. Лысяный, К. К. Толковый словарь строителя нефтегазовых объектов трубопроводного транспорта: учебное пособие /, В. А. Иванов, В. В. Новоселов [и др.] – Тюмень ООО печатный дом «Цессия», 2000. – 340 с.

5. Горелов, С. А. Сооружение и реконструкция распределительных систем газоснабжения: учебник для вузов /, Ю. А. Горяинов, Г. Г. Васильев [и др.] – М.: ООО «Недра – Бизнесцентр», 2002. – 294с.

6. Васильев, Г. Г. Трубопроводный транспорт нефти: учебник для вузов /, Г. Е. Коробков, А. А. Коршак [и др.]– М.: ООО «Недра-Бизнесцентр» 2002. –Т 1, Т 2.

7. Коршак, А. А. Основы нефтегазового дела. Проектирование, сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ [Текст]: учебное пособие / А. А. Коршак, А. М. Шаммазов. – 2-е изд. – Уфа, 2000.

8. Коршак, А. А. Основы нефтегазового дела [Текст]: учебник / А. А. Коршак, А. М. Шаммазов. – 2 изд., доп. и испр. – Уфа: Дизайн Полиграф Сервис, 2002.

9. Трубопроводный транспорт нефти [Текст] / под общ. ред. С. М. Вайнштока. Т. 1. – М., 2002.

10. Трубопроводный транспорт нефти [Текст] / С. М. Вайншток, В. В. Новоселов, А.Д. Прохоров [и др.]. Т. 2. – М., 2004.

11. Бородавкин, П. П. Сооружение магистральных трубопроводов: учебник для вузов / П. П. Бородавкин, В. Л. Березин – М.: Недра, 1987. – 471с.

12. Крамской, В. Ф. Современные методы строительства компрессорных станций магистральных трубопроводов: учебник для вузов / В. Ф. Крамской, Л. Г. Телегин, В. В. Новоселов, Г. Г. Васильев, В. А. Иванов, С. Н. Сенцов – М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 1999. – 263с.

13. Будзуляк, В. В. Организационно технологические схемы производства работ при сооружении магистральных трубопроводов: учебное пособие / В. В. Будзуляк, Г. Г. Васильев, В. А. Иванов, В. Ф. Крамской, В. В. Новоселов, С. Н. Сенцов [и др.] – М.: ИРЦ Газпром, 2000. – 416с.

14. СНиП 2.05.06-85 «Магистральные трубопроводы» – М.: 1986.

15. СНиП 2.10.07-85 «Нагрузки и воздействия» – М.: Недра, 1987.

16. СНиП ІІІ-42-80 «Правила производства и приема работ. Магистральные трубопроводы» М.: 1981.

 

 

[*] Название «автомодельная» объясняется независимостью от Re (течение как бы само себе подобно при всех Re>Re"). Название «квадратичная» появи­лось, в связи с тем, что в соответствии с формулой Дарси-Вейсбаха потери в этой зоне пропорциональны квадрату скорости.